[发明专利]高温炉衬修补料或火泥的高温剪切强度试验方法及装置

说明书

本发明涉及高温炉衬修补料或火泥的高温剪切强度试验方法及装置，包括高温箱式电阻炉、加载装置、控制箱、除尘装置、模具、载台；高温箱式电阻炉由耐火材料砌筑的炉体、硅钼棒发热体组成；除尘装置设置在炉体顶部，用于除去修补料在高温条件下释放的气体、粉尘或烟雾；硅钼棒发热体固定在炉体内部，热电偶设置在高温电阻炉内；加载装置由推杆、棒头、压力传感器组成；棒头水平放置在载台上，推杆穿过炉体并与棒头连接，推杆的中心线和棒体的中心线在同一水平线上；推杆由电机驱动，推杆的端部设置有压力传感器。优点是：结构合理，操作简单，检测数据准确，自动化程度高。利用推杆带动棒头的运动测试剪切强度，操作简单方便。

技术领域

本发明属于冶金、建材及化工等高温行业炉衬材料修补或砌筑领域，尤其涉及一种高温炉衬修补料或火泥的高温剪切强度试验方法及装置

背景技术

高温窑炉在使用过程中总是要受到高温烟气、粉尘、熔体的冲刷和侵蚀而产生结构剥落和损毁，为了延长高温窑炉炉衬使用寿命，往往在高温条件下，采用造衬的方式对炉衬进行修补，因此新造衬用的修补料与原炉衬的结合强度成为了衡量修补料或新炉衬使用寿命的关键指标；同时，高温炉衬砌筑时，耐火材料之间的接缝均采用了高温火泥，高温火泥的剪切强度对整个炉衬的结构强度和使用寿命均产生重要的影响。而高温条件下，耐火材料的检测指标只有高温抗折强度和高温耐压强度两项检测指标，均是针对单一的材料提出来的，而对于炉衬修补料或耐火火泥与炉衬耐火材料的结合强度的检测尚无相应的检测方法和检测装置，因此设计和提出一种用于炉衬修补料或耐火火泥的高温剪切强度实验方法和装置成为了高温炉衬修补和砌筑的研究与评价亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高温炉衬修补料或火泥的高温剪切强度试验方法及装置，解决炉衬修补料或耐火火泥在实验和使用过程中无法用数据精确衡量和表征的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

高温炉衬修补料或火泥的高温剪切强度试验装置，包括高温箱式电阻炉、加载装置、控制箱、除尘装置、模具、载台；

高温箱式电阻炉由耐火材料砌筑的炉体、硅钼棒发热体组成；除尘装置设置在炉体顶部，用于除去修补料在高温条件下释放的气体、粉尘或烟雾；硅钼棒发热体固定在炉体内部，热电偶设置在高温电阻炉内；

加载装置由推杆、棒头、压力传感器组成；棒头水平放置在载台上，推杆穿过炉体并与棒头连接，推杆的中心线和棒体的中心线在同一水平线上；推杆由电机驱动，推杆的端部设置有压力传感器；

控制箱包括压力控制箱、温度控制箱；压力控制箱与压力传感器相通讯，用于控制加载装置的运动，并记录加载的力，计算出加载的剪切强度；温度控制箱与硅钼棒发热体、热电偶相连接，用于控制电阻炉的升温制度；

模具和载台是用于盛放和测试修补料，模具为正立方体，中间设置一两端贯通的空腔，用于盛放待测修补料；当测试火泥的高温剪切强度时，火泥直接涂敷在模具和载台之间，厚度1-5mm；模具和待测修补料设在载台上，载台在实验时固定在炉体的底部，不随模具一起运动。

高温炉衬修补料或火泥的高温剪切强度试验方法，包括以下步骤：

1)测试时，先将待测修补料压制成比模具中间空腔内轮廓小5-10mm的试样；

2)测试修补料时，将模具放在载台上，以3-15℃/min的升温速度加热到测试温度，然后保温30min以上，再将试样放置在模具的空腔内；

3)试样烧结30-60min后，启动电机驱动推杆运动，推杆推动棒头，在此过程中先测试出空载时棒头与载台的最大摩擦力，棒头继续向前运动的过程中推动模具，使模具和载台发生相对位移，在此过程中可测试出最大的推力，此最大推力减去测试的最大摩擦力即为试样与载台的剪切力；以此剪切力除以试样与载台的接触面积即为试样与载台的剪切强度，该剪切强度即为修补料高温下与炉衬的剪切强度；